富含组氨酸的糖蛋白

小出等人(1986)从人类肝脏 cDNA 文库中克隆 HRG。推导出的HRG蛋白含有18个氨基酸的前导序列和507个氨基酸的成熟蛋白。它富含组氨酸和脯氨酸,分子量为 75 kD。超过一半的蛋白质序列由 5 种不同类型的内部重复组成。在最后 3 个内部重复(V 型)中,有 12 个串联重复的 5 个氨基酸片段具有 GHHPH 的共有序列。C 末端的这个“富含组氨酸的区域”与高分子量激肽原的富含组氨酸的区域(HMWK;参见612358)具有高度相似性;N 末端与抗凝血酶 III(AT3; 107300 ) 具有序列相似性。

▼ 基因功能

小出等人(1986)指出 HRG 与肝素、纤溶酶原的赖氨酸结合位点( 173350 ) 和血小板反应蛋白(见188060 ) 相互作用。

沙茨基等人(1989)发现 HRGP 可以通过干扰早期 T 细胞活化事件来抑制或延迟 T 细胞增殖和细胞因子释放。他们提出 HRGP 可以作为 T 淋巴细胞活化的天然抑制调节剂。

哈钦斯等人(1992)指出 HRG 具有很强的结合 Zn(2+) 和 Cu(2+) 的能力,这两种物质在人乳中的生物利用度都很高。使用斑点印迹和 SDS-PAGE 免疫印迹分析,他们发现 HRG 存在于人类初乳和牛奶中。免疫和锌亲和分离和 N 末端序列分析证实了蛋白质的身份。

Leung(1993)将 HRG 描述为一种丰富的血浆蛋白,并指出该蛋白的几种生物学特性已被确定。与止血机制相关的特性是其与纤溶酶原和肝素的结合。通过与纤溶酶原结合,HRG 减少了循环血液中可用于激活成纤溶酶的纤溶酶原的量,从而起到纤溶酶抑制剂的作用。通过与肝素结合,HRG 减少了肝素的量,并通过这种机制减少了肝素-抗凝血酶 III 复合物对凝血的抑制。由于抑制纤维蛋白溶解和减少凝血抑制这两种作用在同一方向上起作用,因此可能预期过量的 HRG 会产生促血栓形成作用。

使用荧光和电子显微镜,Rydengard 等人(2007)表明 HRGP 对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌具有 pH 和锌依赖性活性。这种活动需要 HRGP 的肝素结合和富含组氨酸的结构域,并且在肝素存在的情况下被阻断。HRGP 中由 4 个连续 GHHPH 基序组成的肽具有抗菌性。

Manderson 等人使用 ELISA、免疫印迹分析、生物测定和共聚焦显微镜(2009)表明 HRG 与几种补体蛋白强烈结合,但既不激活也不抑制,并且复合物存在于人血清和类风湿性关节炎(RA;参见180300 ) 患者的滑液中。HRG 增强了坏死细胞上的补体活化。在 HRG 存在下形成的免疫复合物显示出增强的补体激活,而在 C1q( 120550 ) 存在下形成的免疫复合物则减少了激活。曼德森等人(2009)提出HRG可能通过介导坏死物质的清除和抑制不溶性免疫复合物的形成来帮助维持正常的免疫功能,从而更好地激活补体和清除复合物。

▼ 测绘

使用Koide 等人分离的 HRG 的 cDNA(1986)筛选一组啮齿动物-人类体细胞杂交体,Oldenburg 等人(1989)将 HRG 基因座对应到 3 号染色体。Van den Berg 等人(1990)表明 HRG 基因可以从 3pter-p14 中排除。通过原位杂交,Hennis 等人(1994)将 HRG 基因定位于 3q28-q29 的末端区域。他们还鉴定了内含子 G 中的 CA 重复多态性,并将其用于 CEPH 家族的连锁分析,以确认定位到 3q 的最远端条带。基于 PCR 的 HRG 遗传多态性的可用性应该有助于研究 HRG 在血栓形成家庭中的病理生理作用。

▼ 分子遗传学

Shigekiyo 等人在一名 43 岁的 HRG 缺乏女性中,在口服避孕药治疗期间患有右横窦血栓形成(THPH11; 613116 )(1998)鉴定了 HRG 基因外显子 3 中的 429G-A 转换,这导致蛋白质的第一个胱抑素样结构域中的gly85 到 glu 取代(G85E; 142640.0001 )。这种突变是在她患有 HRG 缺陷的家庭成员中发现的,但在 50 名不相关的健康日本人中没有发现。

Shigekiyo 等人在一名 76 岁的日本女性和她的女儿中患有血浆 HRG 缺乏症(2000)鉴定了 HRG 基因中的杂合错义突变(C223R; 142640.0002 )。在未受影响的家庭成员或 50 名对照个体中未发现被命名为“德岛 2”的变体。突变体在 BHK 细胞中的表达表明,与野生型相比,只有约 40% 的突变体 HRG 被分泌,并且突变体 HRG 经历了细胞内降解。母亲有硬脑膜动静脉瘘,可能发生在先前血栓形成的部位;女儿没有任何症状。

在体外细胞研究中,Wakabayashi 等人(2000)表明 HRG 的 Tokushima-1(G85E) 和 Tokushima-2(C223R) 变体仅部分分泌并主要在细胞内降解。C223R 变体通过蛋白酶体系统降解,而 G85E 变体似乎通过未知机制降解。

在 4 名患有早发性深静脉血栓形成的家庭中,Luo 等人(2018)确定了 HRG 基因中错义突变(P73S; 142640.0003 ) 的杂合性。通过全外显子组测序发现并通过 Sanger 测序确认的突变与家族中的疾病分离。

与减少的活化部分凝血活酶时间相关

活化部分促凝血酶原激酶时间(aPTT) 被认为是血栓形成趋势的全球测试。缩短的 aPTT 与血栓形成风险增加以及包括年龄、女性、雌激素使用和肥胖在内的几种促血栓形成风险因素相关。延长的 aPTT 是凝血内在途径中因子缺乏的患者凝血障碍的指标。Houlihan 等人(2010)对来自 1936 年(LBC1936) 和 1921 年(LBC1921) 的洛锡安出生队列的 1,477 名相对健康的成年人进行了一项关于活化部分促凝血酶原激酶时间(aPTT) 的全基因组关联研究。在 aPTT 和 HRG 基因rs9898中的 SNP 之间发现了与相对较大的效应大小的高度显着关联(组合 p = 1.34 x 10(-11))。SNP rs9898代表 HRG 基因的外显子 5 中的错义变化,pro204 到 ser(P204S, 610C-T)。rs9898的作用是相加的,每个 T 等位基因使 aPTT 降低 0.26 个标准差。该 SNP 分别解释了 LBC1936 和 LBC1921 中 aPTT 变异的 1.8% 和 0.77%。HRG 可以抑制玫瑰花结的形成( Shatsky et al., 1989 ) 并与肝素、血小板反应蛋白( 188060 ) 和纤溶酶原( 173350 ) 相互作用( Koide et al., 1986 )。HRG的突变导致血栓形成倾向。

▼ 等位基因变体( 3 精选示例):

.0001 富含组氨酸的糖蛋白缺乏引起的血栓形成
HRG, GLY85GLU
Shigekiyo 等人研究了一名 43 岁的日本 HRG 缺乏先证者,他在服用避孕药时出现右侧横窦血栓形成(THPH11; 613116 )(1998)确定了 HRG 基因外显子 3 中 429G-A 过渡的杂合性,这导致蛋白质的第一个半胱抑素样结构域中的 gly85 到 glu(G85E) 取代。该变体被命名为 HRG-Tokushima,在其他有 HRG 缺陷的家庭成员中发现,但在 50 名不相关的日本对照个体中未发现。为了阐明已确定的突变是先证者血浆中 HRG 分泌缺陷的原因,他们构建并在婴儿仓鼠肾(BHK) 细胞中瞬时表达了重组突变体。他们发现只有大约 20% 的德岛型 HRG 被分泌到培养基中,并且观察到了突变体的细胞内降解(如果包括 HRG 的 18 个氨基酸信号序列,则此变体称为 GLY103GLU。)

.0002 富含组氨酸的糖蛋白缺乏导致的血栓形成
HRG, CYS223ARG
Shigekiyo 等人在一名 76 岁的日本女性和她的女儿中患有血浆 HRG 缺乏症(THPH11; 613116 )(2000)鉴定了 HRG 基因外显子 6 中的杂合 11438T-C 转换,导致在第二个半胱抑素样结构域中的保守残基处发生 cys223-to-arg(C223R) 取代。在未受影响的家庭成员或 50 名对照个体中未发现被命名为“德岛 2”的变体。突变体在 BHK 细胞中的表达表明,与野生型相比,只有约 40% 的突变体 HRG 被分泌,并且突变体 HRG 经历了细胞内降解。母亲有硬脑膜动静脉瘘,可能发生在先前血栓形成的部位。女儿没有任何症状(如果包括 HRG 的 18 个氨基酸信号序列,则此变体称为 CYS241ARG。)

.0003 富含组氨酸的糖蛋白缺乏导致的血栓形成
HRG, PRO73SER( SCV0000605916 )
在一个患有早发性深静脉血栓形成(THPH11; 613116 )的家庭的 4 名受影响成员中, Luo 等人(2018)鉴定了 HRG 基因外显子 2 中 c.271C-T 转换(c.271C-T,NM_000412)的杂合性,导致在第二个胱抑素样同源性中的保守残基处发生 pro73-to-ser(P73S) 取代领域。通过全外显子组测序发现并通过 Sanger 测序确认的突变与家族中的疾病分离。在 200 名不相关的种族匹配的正常对照或 ESP 数据库中未发现该变体;它在 ExAC 数据库的 121,214 条染色体中出现两次,MAF 为 1.65 x 10(-5)。血浆 HRG 的数量分析显示,与未受影响的对照组相比,受影响个体的浓度约为一半,表明单倍体不足是致病机制(如果包括 HRG 的 18 个氨基酸信号序列,此变体称为 PRO91SER。)